Способ упрочнения изделий из стекла

 

тч,баь|о у

° ц;ыо

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 726046

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22} Заявлено 20,02.78 (21) 2581541/29 — 33 с присоединением заявки М (5! )М. Кл, С 03 С 21/00

Государственный комитет (2;3 ) Приоритет оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 050480, Бюллетень .% 13

Дата опубликования описания 050480 (53) УДК/666.1.053..65 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. Г. Лабинский, А. Д. Османис и Г. Ф. Волков (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА

Изобретение относится к способу упрочнения изделий из стекла путем замены ионов натрия и/или калия, содержащихся в упрочняемых изделиях, на ионы лития, содержащиеся в парах.

Известен способ упрочнейия изделий из стекла путем ионного обмена в солях лития (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ упрочнения изделий из стекла путем ионного обмена, который характеризуется тем, что изделия из стекла, содержащего, вес.%:

МагО + КгО 7,0 — 25,0; SiO 45,0 — 80,0;

ВгОз 0 — 5,0, а также известково — натриевого стекла, содержащего, вес%: SiOq 65,0 — 74,0;

ИагО I 4,0 — 170; Mg0 + СаО 7,0 — 12,0; А!гОз нагревают в воздушной среде до температуры, ло,ь соответствующей вязкости стекла от 10 до 10 П. Затем выдерживают до 1 ч в парах

Зг,6 по меньшей мере одного из следующих литиевых соединений: йодистого лития, фтористого лития, бромистого лития, хлористого лития, сернокислого лития, амида лития с целью замены части ионов натрия и/или калия на ионы лития, выделяющиеся из паров указанных сое2 динений. После этого изделия охлаждают в воздушной атмосфере, не подвергая воздействию паров (2)

Однако используемые соединения лития могут быть применены лишь для тугоплавких стекол, температура размягчения которых выше температуры плавления отдельных литиевых соединений или их смеси.

Цель изобретения — повышение качества упрочнення изделий из легкоплавких стекол.

Бель достигается тем, что в способе упрочнения изделий из стею;а путем ионного обмена, включающем нагрев изделий до температуры на 10 — 20 С ниже температуры размягчения стекла, обработку их парами, содержащими ионы лития, и последующее охлаждение в воздушной среде, обработку изделий осуществляют в нарах, содержащих, %: хтористьтй литий 50 — 80 и, по крайней мере; одну соль из. трудны: азотнокислый литий, ернистокис20 лый литий,. фторсульфоновокислыи литий, хлорнокислый литий 20 — 50.

Обработку изделий из стекла в парах литиевых соединений ведут в течение времени, 26046 4

5 !

О

3 7 необходимого для получения желаемой степени упрочнения.

Пример 1. Отожженные диски с механически полированной поверхностью диаметром 80 мм и толщиной 2,0 + 0,2 мм из электровакуумного стекла состава, вес,%:

SiOq 60,0 + 2,0; А!гОэ 3,0 i 1,0; ВаО 12,Щ

+ 1,0; МагО 6,0 + 1,0; КгО 8,0 + 1,01

СггОг 1,0+-0,5; МпО 85 + 1,5; СоО 0,5 + 0,2 и ЫгО 1,0 j, 0,5 с исходной механической прочностью на центральный изгиб 5,3 кг/мм с коэффициентом вариации 11,6% ставят на специальные подставки, предотвращающие соприкосновение образцов друг с другом и обеспечивающие свободный доступ паров к поверхности стекла, помещают в рабочее пространство электропечи и нагревают в воздушной среде до 510 С. Затем из второй камеры той же печи вводят пары смеси литиевых соединений состава, вес.%: 70,0 хлористого лития; 15,0 хлорнокислого лития и 15 0 фторсульфоновокислого лития. Продолжительность выдержки образцов в смеси паров литиевых соединений составляет 30 мил. Охлаждение упрочненных образцов стекла осуществляют в воздушной среде со скоростью 2,5 С/мин. У обработанных дисков из стекла каких-либо изменений (формы и поверхности) визуальным осмотром не обнаружено..

Средняя прочность образцов, определенная методом центрального изгиба, полученная на основании 48 измерений, 11,7 кг/мм с коэффициентом вариации 12,3%, т.е. она увеличивается примерно в 2,2 раза. Скорость подачи нагрузки как для исходйых, так и для обработанных в парах литиевых соединений образцов составляет 5 кг/ммг. с.

Пример 2. Отожженные штабики диаметром 35 + 0,2 мм и длиной 120 мм из стекла, предназначенного для изготовления деталей электровакуумной техники состава, вес,%. SIO 74,0 + 1,0; MgO 3,9 + 0,3;

Са0 5,5 + 05; МагО 16,6 +- 1 0 с исходной средней прочностью на изгиб, определяемой методом четырехточечного поперечного изгиба, 7,4 кг/мм с коэффициентом вариации

10,6% помещают в специальные контейнеры, исклю чающие соприкосновение образцов друг с другом и обеспечивающие свободный доступ паров к поверхности образцов. Контейнеры с образцами помещают в первую камеру рабочего пространства электропечи и нагревают до 530 С, т.е. на 20 С ниже точки размягчения стекла.

Затем иэ второй камеры той же печи вводят пары смеси литиевых соединений состава, вес% 75,0 хлористого лития; 10,0 фторсульфоновокислого лития; 10,0 хлорнокислого ,лития и 5,0 сернистокислого лития. Продолжительность выдержки образцов .в парах ли25

Я1

55 тиевых соединений составляет 45 мин. Охлаж; денис упрочненпых образцов осуществляют в воздушной среде со скоростью 2,5 С/мин.

У обработанных штабиков деформация не наблюдается.

Средняя прочность образцов, определяемая поперечным четырехточечным изгибом, полученная на основании 52 измерений, !9.3 кг/ммг с коэффициентом вариации 13,0%, т.е. увеличивается более чем в 2,5 раза. При испыта- нии прочности как исходных, так и обработанных штабиков расстояние между неподвижными опорами 100 + 0,2 мм, расстояние между подвижной и неподвижной призмами 30 +

0,2 мм, а скорость подачи (нагрузки)

30 мм/мин.

Пример 3. Штабики диаметром

3,5 + 0,1 мм и длиной 120 мм из стекла, предназначенного для электровакуумного производства состава, вес%: SION 67,5 + 0,5;

А1гОэ 5 + 0,5; ВаО 12,0 + 0,6; K О 7,0 +

+ 0,5; МагО 7 + 05; Li20 0.35 + 015;

F0,,7 ++0,2 с исходной прочностью 7,7 кг/мм с коэффициентом вариации 11,2%, ставят в специальные контейнеры из нержавеющей стали, помещают в рабочее.пространство электропечи и нагревают в воздушной среде до

490 С. Затем из второй камеры той же печи вводят смесь паров литиевых соединений состава, вес.%: 80,0 хлористого лития; 10,0 азотнокислого лития и 10,0 сернистокислого

I лития. Продолжительность выдержки штабиков в смеси паров литиевых соединений 45 мин.

Охлаждение упрочненных UITBGHKoB осуществляют в воздушной среде со скоростью 3,5"С/мин.

Средняя прочность штабиков 21,1 кг/мм с коэффициентом вариации 13,8%, т,е. увеличивается более чем в 2,5 раза.

П р и и е р 4. Неупрочненные оболочки кинескопов типа 23ЛК, изготовленные из стекла состава, приведенного в примере 3, и выдерживающие внешнее избыточное давление

1 ати, нагревают в электропечи на специальных подвесках со скоростью 2,5 С/мин до

480 С, а затем подвергают воздействию паров смеси литиевых соединений состава, вес.%:

70,0 хлористого лития; 20,0 фторсульфоновокислого лития; 5,0 азотнокислого лития и

5,0 хлорнокислого лития.

Время выдержки оболочек кинескопов в парах литиевых соединений I .ч. Затем оболочки кинескопов охлаждают в воздушной атмосфере со скоростью 2,5 С/мин. При визуальном осмотре оболочек кинескопов изменений внешнего вида не обнаружено. Упрочненные оболочки кинескопов подвергают испыта.нию на избыточное давление до 5 агч. Разрушений при исптяталиях не происходит.

726046 6 рах, содержащих, %: хлористый литий 50 — 80 и, по крайней мере, одну соль из группы: азотнокислый литий, сернистокислый литий, фторсульфоновокислый литий, хлорнокислый литий 20 — 50.

Формула изобретения.Составитель С. Белобокова

Техред О.Легеза Корректор В. Бутяга

Редактор М. Недолуженко

Заказ 844/16 Тираж 528 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ упрочнения изделий иэ стекла путем ионного обмена„включающий нагрев изделий до температуры на lO-20 ниже температуры размягчения стекла, обработку их парами, содержащими ионы лития, и последующее охлаждение в воздушной среде, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества упрочнсния изделий иэ легкоплавких 1О стекол, обработку иэделий осуществляют в паИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новые физико-химические способы упрочнения стекла, М., ЦНИИПИ, 1967, с. 7 — 8.

2. Патент CIIIA Х 3615319, кл. 65 — 30, 1971.